Desenvolvimento de genes de referência para RT

Dec 26, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12296 (2023) Citar este artigo

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Jatropha curcas é uma oleaginosa com aplicações em biorrefinaria. Embora a torta gerada após a extração do óleo ofereça potencial como fonte de proteína para alimentação animal, é necessária a inativação dos ésteres tóxicos de forbol presentes no material. Pleurotus pulmonarius é um agente desintoxicante para bolo de pinhão-manso com potencial adicional como ração animal, cogumelo comestível e produção de enzimas. Para a caracterização de genes fúngicos envolvidos na degradação do éster de forbol, juntamente com outras aplicações industriais, a PCR quantitativa por transcrição reversa (RT-qPCR) é uma ferramenta que permite a quantificação precisa da expressão gênica. Para isso, uma análise confiável requer genes de referência para normalização dos níveis de mRNA validados sob condições empregadas para genes alvo. A estabilidade dos potenciais genes de referência β-TUB, ACTIN, GAPDH, PHOS, EF1α, TRPHO, LAC, MNP3, MYP e VP foi avaliada após crescimento de P. pulmonarius em bolo de jatropha tóxico e não tóxico e um tratamento combinado, respectivamente. Os algoritmos NormFinder e geNorm para análise de estabilidade de expressão identificaram PHOS, EF1α e MNP3 como apropriados para normalizar a expressão gênica. Combinações de genes de referência contrastantes na classificação foram comparadas após a normalização da expressão relativa do gene CHU_2040, que codifica uma enzima esterase potencialmente envolvida na degradação do éster de forbol. Os genes de referência para P. pulmonarius facilitarão a elucidação dos mecanismos envolvidos na desintoxicação de ésteres de forbol, bem como a análise de genes alvo para aplicação em modelos de biorrefinaria.

O actual esforço global para reduzir os impactos negativos da indústria no ambiente levou ao desenvolvimento do conceito de bioeconomia, onde os sectores económicos são adaptados para a sustentabilidade, utilizando recursos biológicos renováveis ​​para a produção de alimentos, materiais e energia. As agroindústrias estão passando por uma transformação em relação às matérias-primas renováveis, à produção de baixo carbono e à otimização do uso da terra dentro de modelos integradores, como as biorrefinarias. Neste contexto, a Jatropha curcas L., uma cultura oleaginosa com potenciais aplicações industriais e agrícolas, é reconhecida principalmente como uma potencial cultura sustentável para biocombustíveis1,2,3. Existem dificuldades, porém, em agregar valor ao subproduto da torta de pinhão-manso, que é um resíduo lignocelulósico rico em proteínas, nitrogênio, fósforo, potássio e carbono. A aplicação desse resíduo na alimentação animal é atualmente limitada devido à presença de fatores antinutricionais tóxicos e termoestáveis, como os diterpenos de éster de forbol4,5,6.

Os terpenos são compostos químicos derivados do metabolismo secundário das plantas que desempenham um papel fundamental no desenvolvimento das plantas, nas interações ecológicas e nas respostas de defesa contra pragas e patógenos7,8. Estes compostos químicos, embora amplamente utilizados em processos industriais, como na produção de cosméticos, produtos farmacêuticos, medicamentos e inseticidas7,9,10, também estão entre os principais poluentes que se acumulam na produção industrial de celulose e papel11. Diante disso, a bioprospecção de microrganismos capazes de degradar tais substâncias e seus derivados é de fundamental importância na biorremediação. A biodesintoxicação de ésteres diterpênicos de forbol na torta de pinhão-manso oferece potencial para aplicação a jusante do resíduo como fertilizante ou suplemento de ração animal. Microrganismos apropriados podem permitir não apenas a degradação de compostos tóxicos presentes, mas potencialmente também aumentar concomitantemente o valor nutricional ou gerar outros subprodutos de valor agregado, como enzimas, compostos bioativos e/ou cogumelos comestíveis. Os genes e vias metabólicas subjacentes ao mecanismo de biodegradação do éster de forbol na torta gerada após a extração do óleo de J. curcas são atualmente pouco explorados. No entanto, foi demonstrado que o crescimento microbiano específico pode levar à secreção de enzimas extracelulares, como esterases, lipases e proteases, que desempenham papéis na degradação do diterpeno tóxico3,12.